ag尊龙app-kb88凯时官网登录是单金属材料为获得一定组织和性能的重要加工工序,也是金属爆炸复合材料为获得一定组织和性能的重要加工工序。这类材料的类型亦有退火、淬火、回火、正火和时效等。本文以几种爆炸复合板的退火为例,讨论与此有关的问题。
1试验用材
本试验使用了如下几种爆炸复合板:钛-钢、不锈钢-钢、镍-钛、镍-不锈钢、铜-铝、铜-ly12、铜-ly2m和锆-钢等。
2试验方法
将上述爆炸复合板样品的坯料按表1所示的工艺进行退火。然后开展如下工作:
(1)将上述坯料的一部分用爆炸焊接的金相技术制成金相样品,在金相显微镜下观察不同退火工艺下复合板结合区的微观组织,并摄制相应的金相照片。
(2)用上述钛-钢、不锈钢-钢、镍-钛和镍-不锈钢复合板的坯料制成剪切试样,在万能材料试验机上测试其剪切强度,并绘制这些数据在不同退火工艺下的变化曲线。
(3)用钛-钢、不锈钢-钢、镍-钛和镍-不锈钢复合板的金相样品,按预定的程序和方法在显微硬度计上测量显微硬度,并绘制相应材料的结合区显微硬度分布曲线。
3试验结果和分析
用上述试验方法获得的结果如图1至图6所示。
图1不同工艺下的退火对钛-钢爆炸复合板结合区微观形貌的影响×50
(a)爆炸态(b)500℃(c)600℃(d)700℃(e)800℃(f)850℃(g)900℃(h)1000℃(均为空冷)
3.1复合板的结合区组织
由图1可见,钛-钢复合板结合区的微观形貌在退火以后发生了明显的变化。图1a为退火以前、即爆炸态的组织形态。由该图可见,其结合界面为波形形状。这种波形界面是爆炸焊接复合材料的过渡区所特有的。由该图还可见,波形界面的两侧出现了两种不同形式的塑性变形组织,在钢侧,这种变形表现为晶粒被拉长,就象常规轧制加工中的变形纤维一样。并且,在界面附近变形程度最严重,随着与界面距离的增加变形程度减弱。在波形以下的地方呈现出钢的原始组织,还可见到一些双晶。在高倍放大的情况下,在界面上可观察到亚晶粒和类似再结晶的等轴晶粒。在钛侧,金属的变形以从界面飞向钛内的“ag尊龙app-kb88凯时官网登录”形式出现。这种飞线即绝热剪切线,实质上是一种特殊形式的塑性变形线[1]。钛内的双晶比钢内多。波前有一个漩涡区,这里汇聚了爆炸焊接过程中形成的大部分熔化金属,其中少量分布在波脊上,其厚度以μm计。具有如此特征的结合区即为爆炸焊接金属复合材料的焊接过渡区。
退火后,结合区内的组织形态发生了许多变化:500℃时钛侧的飞线消失,钛开始再结晶,而钢侧的变形流线尚存(图1b)。600℃下退火钛的晶粒在长大;钢侧个别地方虽仍有变形流线,然而绝大部分也开始了再结晶,珠光体数量减少(图1c)。700℃退火时,钢中的变形组织完全消失,珠光体也消失,晶粒在长大;钛的晶粒则长得更大一些(图1d)。800和850℃退火后钛和钢的晶粒还在长大,此时在它们的界面上出现一种断续的团状新相区(图1e、f)。900℃时那种新相区已连接成带(图1g)。此时,由于钢中的铁向钛侧扩散,使钛的α→β相变温度升高,即在此温度下还未发生那种相变(该相变温度为882℃)。当温度升到1000℃后,钛侧便由α-ti转变成β-ti。并且,由于铁、碳和钛元素通过界面的彼此扩散,使得界面上及其两侧出现若干有明显区别的组织形态区(图1h),即含有大量金属间化合物的中间层。
表1几种爆炸复合板的退火工艺
复合材料 | 退火温度/℃ | 保温时间/h | ||||||
钛-钢不锈钢-钢镍-钛镍-不锈钢锆-钢铜-铝铜-ly12 铜-ly2m | 500 500 500 500 500 300 300 300 | 600 600 600 600 600 350 350 350 | 700 700 700 700 700 400 400 400 | 800 800 800 800 800 450 450 450 | 850 900 900 900 900 500 500 500 | 900 1000 1000 1000 1000 550 550 550 | 1000 1100 | 1 1 1 1 1 0.5 0.5 0.5 |
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